Cours ingenieurie du son

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Acoustique (Théorie Audio)
INTRODUCTION : La chaine Audio Fréquence.
Source audio : Ex : Diapason Ondes acoustiques Transducteur d’entrée : Ex : Micro Organe de l’ouïe Energie électrique Signal audiofréquence Traitement : • Mélange • FX • Stocker (2 tracks) (MTK) Energie électrique Signal audiofréquence Transducteur de sortie : Ex : HP

Ondes acoustiques

Acoustico-Mécano Electrique •Electro-Mécano Acoustique

Transducteur : système capable de convertir 1 énergie en 1 autre. Ex : Un Magnéto est un transducteur électromagnétique en (REC) et un transducteur Magnétoélectrique en (PLAY).

1 L’onde acoustique :
1-1 Définition : L’onde acoustique résulte de l’ébranlement des particules du milieu dans lequel elles se propagent. Cette perturbation est provoquée par tout systèmevibratoire. Particules
PP0 P+

T0 T1 P0 : Pression atmosphérique (P0 ≈ 10 Tonne / m2) T2 T3 T4 L’onde acoustique = Variation de pression et de dépression autour d’une valeur de référence (P0) 1-2 Les systèmes vibratoires : o Systèmes vibratoires mécaniques (système masse-ressort)

K = Raideur du ressort m = Masse

• •

Si m alors f Si k alors f

1

Acoustique (Théorie Audio)
o Systèmesvibratoires acoustiques m L’inverse de la raideur d’un ressort = la compliance de l’air (en acoustique)

Compliance (C) = Si k alors C Si C alors f
o Systèmes vibratoires électriques Condensateur C (C : capacité) L ↔ Masse Circuit L ; C C↔ Si k alors f

= Compliance Si k alors C Si C alors f

Bobine L (L : inductance) 1-3 Représentation graphique d’une oscillation entretenue

tPression

Sinusoïde

P0

t

2 Caractéristique d’un signal audio:
2-1 Période – Fréquence – Pulsation o Période T (en seconde)
A (Amplitude)

T = durée d’1 cycle T

t
T T La période est l’intervalle de temps qui sépare 2 Pts. de l’onde entre lesquels on trouve les termes qui se reproduisent identiquement 2

Acoustique (Théorie Audio)
o Fréquences F (en Hertz : Hz) : F

=

(Vitessed’oscillation de la source = Nb de cycle / seconde tel que 1 cycle / s = 1 Hz) La fréquence est responsable de la hauteur tonale (note jouée) Ex : Le diapason = 440Hz = 440 cycles / s = LA Si on fait 2XF → on monte d’une octave Les F audibles : 20Hz ≤ f ≥ 20Khz o Pulsation ω ou 360° 180° 360° = 2 rad 180° = rad 90° = rad (en radian / s : c’est la vitesse angulaire) 1 cycle = 1 tour de cercle 440Hz= 440 cycles / s = 440 tours de cercle / s = 440 X 360° / s = 440 X 2 radian / s

=fX2
2-2 Célérité et longueur d’onde o Célérité C (en m/s) : Vitesse de propagation de l’onde acoustique C’est une caractéristique du milieu dans lequel l’onde acoustique se propage (air ; eau ; température ; pression ; hygrométrie ; …) C air (20° ) 340 m/s C air (0° ) 330 m/s C acier 5100 m/s C eau 1345 m/s Ccaoutchouc 50 m/s Dans l’air, on aura : + ou – 0,6 m/s/degré

o Longueur d’onde λ (en mètres) :

=
= =

éé

é

Ex : Si f = 20Hz on a ds l’air à 20° λ = Si f = 20Khz on a ds l’air à 20° λ =

= 17m = 1,7cm

est la distance qui sépare 2 Pts. successifs du milieu, qui subissent la même pression au même instant

3

Acoustique (Théorie Audio)
2-3 Amplitude et dynamique o Amplitude (A)(en Pa : unité de pression acoustique): L’amplitude détermine le niveau sonore perçu.
A (Amplitude)

A efficace

A

t

A = A max A eff =


o Amplitude du signal électrique U se mesure en Volt (V) Sur une console on trouve en général : - Un crête mètre : PPM (Peak Program Meter) qui mesure U efficace (U eff) - Un vu mètre : qui mesure le niveau moyen (de sensation sonore) : U moyen (URMS) (U Root Mean Square) Dans le cas d’un sinus
1,23V U eff

PPM

Vu mètre
0 0vu=+4dB(U)

t

1,23V=+4dB(U)

Dans un signal musical (Batterie) U eff U RMS

t
Il y a 2 amplitudes qui nous intéressent : - L’amplitude de crête (U eff) - L’amplitude moyenne (U RMS)

o Dynamique (Dyn) (en Pa ou dBSPL : unité de pression acoustique): Dynamique d’un support : Dyn = A max – A min Ex :...
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